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PIV技术在某驳船模型强迫横摇水动力测试中的应用

王晓强 刘怀西 马山 郭春雨

王晓强, 刘怀西, 马山, 郭春雨. PIV技术在某驳船模型强迫横摇水动力测试中的应用[J]. 中国舰船研究, 2017, 12(2): 49-56. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.02.006
引用本文: 王晓强, 刘怀西, 马山, 郭春雨. PIV技术在某驳船模型强迫横摇水动力测试中的应用[J]. 中国舰船研究, 2017, 12(2): 49-56. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.02.006
Xiaoqiang WANG, Huaixi LIU, Shan MA, Chunyu GUO. Investigation of the hydrodynamic model test of forced rolling for a barge using PIV[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2017, 12(2): 49-56. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.02.006
Citation: Xiaoqiang WANG, Huaixi LIU, Shan MA, Chunyu GUO. Investigation of the hydrodynamic model test of forced rolling for a barge using PIV[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2017, 12(2): 49-56. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.02.006

PIV技术在某驳船模型强迫横摇水动力测试中的应用

doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.02.006
基金项目: 

国防基础科研计划资助项目 B2420132001

国家自然科学基金资助项目 51379045

国家自然科学基金资助项目 51679043

国家自然科学基金资助项目 51679053

详细信息
    作者简介:

    王晓强, 男, 1981年生, 博士, 工程师

    刘怀西, 男, 1990年生, 硕士生。研究方向:船舶水动力性能。E-mail:huaixi0418@163.com

    郭春雨, 男, 1981年生, 博士, 教授。研究方向:船舶推进节能与模型试验技术。E-mail:guochunyu@hrbeu.edu.cn

    通信作者:

    马山 (通信作者), 男, 1976年生, 博士, 教授。研究方向:船舶水动力性能。E-mail:mashan0451@126.com

  • 中图分类号: U661.7

Investigation of the hydrodynamic model test of forced rolling for a barge using PIV

知识共享许可协议
PIV技术在某驳船模型强迫横摇水动力测试中的应用王晓强,等创作,采用知识共享署名4.0国际许可协议进行许可。
  • 摘要:   目的  为研究船舶横摇过程中粘流场细节以提高横摇阻尼数值模拟精度,  方法  开展了粒子图像测速(PIV)技术在静水强迫横摇水动力测试中的应用研究。首先,采用自制的强迫横摇装置在水池中开展某驳船在不同摇幅和振荡周期下船舶横摇水动力与舭部流场的同步测试。观测舭部粘流场在船体振荡过程中的变化规律,研究横摇阻尼系数随摇幅和周期的变化规律。然后,将模型试验测试结果与计算流体动力学(CFD)软件模拟结果进行对比。  结果  结果表明,CFD预报船舶横摇整体阻尼系数精度较好,但预报的局部流场细节与模型试验测试结果间存在一定的差异,  结论  需在模型试验技术和CFD预报技术上开展进一步研究。
  • 图  1  哈尔滨工程大学拖曳水池及拖车

    Figure  1.  Towing tank and carriage in Harbin Engineering University

    图  2  PIV设备及数据采集系统

    Figure  2.  PIV equipment and data collection system

    图  3  强迫横摇运动装置效果图

    Figure  3.  Schematics for forced roll motion equipment

    图  4  PIV强迫横摇粘流场测试系统工作图

    Figure  4.  PIV viscous flow field measurement system for forced roll motion

    图  5  无因次横摇阻尼系数随频率和摇幅变化曲线

    Figure  5.  Variation of non-dimensional roll damping coefficients with respect to roll frequencies and amplitudes

    图  6  同一周期内不同时刻船模舭部流场速度云图

    Figure  6.  Flow velocity contours near the ship model's bilge at different time within one period

    图  7  CFD数值模拟与水池试验横摇阻尼系数结果比较

    Figure  7.  Comparison of non-dimensional roll damping coefficients between CFD numerical simulation and experimental results

    图  8  PIV测量得到的流场涡强 (左) 与CFD模拟得到的流场涡强 (右)

    Figure  8.  Comparison of vorticity contours between PIV measurement (left) and CFD simulation (right)

    表  1  模型主尺度

    Table  1.   Principal dimensions of ship model

    项目模型尺寸
    船长L/m3
    型宽B/m0.4
    吃水T/m0.2
    型深H/m0.4
    排水量D/kg244.8
    横摇转动轴心位置 (距船模基线) z0 /m0.15
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-08-25
  • 网络出版日期:  2017-03-13
  • 刊出日期:  2017-04-01

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